集中供熱站監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種監(jiān)控設(shè)備，特別涉及一種集中供熱站監(jiān)控系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國目前正在集中力量進(jìn)行資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會建設(shè)。資源節(jié)約型社會是以能源資源高效率利用的方式進(jìn)行生產(chǎn)、以節(jié)約的方式進(jìn)行消費(fèi)。要求在生產(chǎn)、流通、消費(fèi)的各個(gè)領(lǐng)域，以節(jié)約使用能源資源和提高能源資源利用效率為核心，以節(jié)能、節(jié)水、節(jié)材、節(jié)地、資源綜合利用為重點(diǎn)，以低的資源消耗獲得盡可能高的經(jīng)濟(jì)和社會效益，從而保障經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。
[0003]發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，是建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。循環(huán)經(jīng)濟(jì)以減量化、再利用和資源化為原則，以提高資源利用率為和心，以資源節(jié)約、資源綜合利用、清潔生產(chǎn)為重點(diǎn)，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)、技術(shù)進(jìn)步和加強(qiáng)管理等措施，大幅度減少資源消耗、降低廢物排放、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
[0004]在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的背景下，城市集中供熱系統(tǒng)應(yīng)該發(fā)揮作用，集中供熱系統(tǒng)是城鎮(zhèn)公共事業(yè)的重要組成部分，更是現(xiàn)代化城鎮(zhèn)的重要基礎(chǔ)設(shè)施。
[0005]城市集中供熱系統(tǒng)通常由三部分構(gòu)成:即熱能的轉(zhuǎn)換、熱能的輸送和終端用能過程。這三個(gè)環(huán)節(jié)均存在很大的節(jié)能潛力。
[0006]城市集中供熱事業(yè)在我國正處于蓬勃發(fā)展期，關(guān)于熱源、集中供熱系統(tǒng)的節(jié)能問題得到人們越來越廣泛的關(guān)注，通過研究集中供熱系統(tǒng)，在集中供熱系統(tǒng)的諸多環(huán)節(jié)都有節(jié)約能源的潛力，比如熱力站與二級網(wǎng)的節(jié)能以及供熱網(wǎng)自動(dòng)化水平等方面的節(jié)能潛力是很大的，其中，提高熱網(wǎng)系統(tǒng)的自動(dòng)控制水平的期待最高，是被認(rèn)為可以最大化改變供熱效果的手段，也是可以實(shí)現(xiàn)供熱系統(tǒng)節(jié)能的最優(yōu)手段。
[0007]隨著我國集中供熱規(guī)模的日益壯大，手動(dòng)操作控制已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足集中供熱的現(xiàn)狀。當(dāng)前大部分新建的或在建的供暖中心、換熱中心都已經(jīng)開始考慮自動(dòng)化控制、無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)控等先進(jìn)的管理方案，但大部分尚未改造的換熱站還存在能源浪費(fèi)、管理粗放等問題，主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是循環(huán)水栗的啟動(dòng)/停止、運(yùn)轉(zhuǎn)，完全沒有量化，由人為因素產(chǎn)生大量不必要的浪費(fèi)是必然的；二是由于循環(huán)水栗沒有采用變頻控制方式，所以，其一旦運(yùn)轉(zhuǎn)將是滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，而換熱站循環(huán)水栗的電機(jī)容量是為了滿足極限運(yùn)行情況而設(shè)計(jì)的，實(shí)際余量很大，這樣不但管網(wǎng)持續(xù)承受高壓，增加了管網(wǎng)的維修工作量，而且無形之中又帶來了大量的電能和熱能浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本實(shí)用新型的目的就在于提供一種集中供熱站監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用全變頻技術(shù)來調(diào)節(jié)集中供熱站一次網(wǎng)分布式水栗、二次網(wǎng)循環(huán)栗以及補(bǔ)水栗的輸出流量，并通過GPRS無線通信實(shí)現(xiàn)了對集中供熱站遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)視與控制。
[0009]如上構(gòu)思，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種集中供熱站監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于:由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊DTU和負(fù)責(zé)監(jiān)控與與信息存儲的監(jiān)控中心組成;所述數(shù)據(jù)采集模塊包括電源模塊、中央控制器、14路模擬量輸入模塊、17路I/O輸入模塊、12路模擬量輸出模塊以及7路I /0輸出模塊，中央控制器的輸入端口接收14路模擬量輸入模塊和17路I /0輸入模塊的輸出信號，中央控制器的輸出端口分別連接3路模擬量輸出模塊以及7路I/O輸出模塊;所述中央控制器與數(shù)據(jù)傳輸模塊DTU之間采用RS-485接口雙向連接;所述數(shù)據(jù)傳輸模塊DTU與負(fù)責(zé)監(jiān)控與與信息存儲的監(jiān)控中心通過GPRS-1nternet網(wǎng)絡(luò)通信。
[0010]上述中央控制器采用DSPIC30F6010A。
[0011]上述中央控制器連接MAX811看門狗復(fù)位芯片。
[0012]上述I/O輸入模塊采集的供熱站運(yùn)行工況信號輸入到中央控制器，中央控制器將這些信號經(jīng)過光電隔離電路和繼電器處理后，通過7路I/O輸出模塊輸出。
[0013]上述模擬量輸入模塊采集的供熱站環(huán)境實(shí)時(shí)信號經(jīng)過AD627放大芯片后，傳輸?shù)街醒肟刂破?，中央控制器將這些信號輸入到MAX538芯片進(jìn)行DA轉(zhuǎn)換，然后在輸入到電壓-電流轉(zhuǎn)換器AD694，經(jīng)AD694將輸入的模擬量由電壓信號轉(zhuǎn)換成為電流信號，信號經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后至變頻器。
[0014]上述模擬量輸出模塊采用MAX538芯片進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換，將控制芯片輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)變成模擬信號，再經(jīng)V/I變換器AD694將輸入的模擬量由電壓信號轉(zhuǎn)換成為電流信號，信號經(jīng)驅(qū)動(dòng)放大后至變頻器。
[0015]本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
[0016]1、本實(shí)用新型采用全變頻技術(shù)來調(diào)節(jié)一次網(wǎng)分布式水栗、二次網(wǎng)循環(huán)栗以及補(bǔ)水栗的輸出流量，極大程度上節(jié)約了電能，降低了供熱系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用，使換熱站在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的基礎(chǔ)上又能保證供熱質(zhì)量。
[0017]2、為了使換熱站能夠達(dá)到最佳的運(yùn)行工況，本實(shí)用新型中還采用GPRS無線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對供熱站系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。通過遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸監(jiān)控中心能夠?qū)崟r(shí)地了解其所管轄區(qū)域各個(gè)供熱站的運(yùn)行工況，實(shí)時(shí)監(jiān)控，總體分析調(diào)節(jié)，使整個(gè)供熱系統(tǒng)中的各個(gè)供熱站均處于最佳運(yùn)行工況中，達(dá)到供熱量與需熱量的匹配。
[0018]3、本實(shí)用新型對供熱系統(tǒng)的控制采用本地與遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的控制模式，并對供熱站中的一次側(cè)水栗、二次側(cè)水栗以及補(bǔ)水栗均采用一主一備形式，電路設(shè)計(jì)中采用了光電耦合器進(jìn)行電氣隔離，由此充分保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性和可靠性。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的基本框圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型硬件原理框圖；
[0021 ]圖3是數(shù)據(jù)傳輸模塊原理框圖；
[0022]圖4是電源降壓模塊電路圖；
[0023]圖5是部分I/O輸入模塊電路圖；
[0024]圖6是7路I/O輸出模塊電路圖；
[0025]圖7是14路模擬量輸入模塊電路圖；
[0026]圖8是12路模擬量輸出模塊電路圖；
[0027]圖9是本實(shí)用新型硬件原理詳細(xì)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]如圖1、2、3、9所示:一種集中供熱站監(jiān)控系統(tǒng)，由數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊DTU和負(fù)責(zé)監(jiān)控與與信息存儲的監(jiān)控中心組成。所述數(shù)據(jù)采集模塊包括電源模塊、中央控制器、14路模擬量輸入模塊、17路I/0輸入模塊、12路模擬量輸出模塊以及7路I/0輸出模塊，中央控制器的輸入端口接收14路模擬量輸入模塊和17路I/O輸入模塊的輸出信號，中央控制器的輸出端口分別連接3路模擬量輸出模塊以及7路I/O輸出模塊;所述中央控制器與數(shù)據(jù)傳輸模塊DTU之間采用MAX485芯片相互通信;所述數(shù)據(jù)傳輸模塊DTU與負(fù)責(zé)監(jiān)控與與信息存儲的監(jiān)控中心通過GPRS-1nternet網(wǎng)絡(luò)通信。
[0029]本系統(tǒng)完成的主要內(nèi)容:一是數(shù)據(jù)采集模塊將換熱站運(yùn)行參數(shù)等信息進(jìn)行采集，經(jīng)過對換熱站日常工況的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，將輸入信號進(jìn)行了分類，主要分為模擬量輸入以及I/O輸入，同樣輸出信號也分為模擬輸出以及I/o輸出。將信號傳送到中央控制器，中央控制器處理后，將輸出信號傳送到數(shù)據(jù)傳輸模塊GPRS DTU，并通過GPRS-1nternet網(wǎng)絡(luò)，將信號傳送到監(jiān)控中心。
[0030]另一方面即為系統(tǒng)的控制作用，本地控制時(shí)，可以直接根據(jù)運(yùn)行狀況對控制柜進(jìn)行就地控制;遠(yuǎn)程控制時(shí)，是經(jīng)過監(jiān)控中心對換熱站運(yùn)行工況進(jìn)行控制，當(dāng)監(jiān)控中心監(jiān)控到換熱站運(yùn)行工況出現(xiàn)異常時(shí)，通過監(jiān)控中心軟件可以直接調(diào)節(jié)其相應(yīng)參數(shù)，或是做出啟停水栗等動(dòng)作對換熱站進(jìn)行控制，這些控制信號會經(jīng)過GPRS-1nternet網(wǎng)絡(luò)傳送至GPRS DTU,經(jīng)過GPRS DTU傳送至主控芯片，對換熱站運(yùn)行工況進(jìn)行控制。
[0031]本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊包括:如圖5所示:
[0032]1、電源模塊:如圖4所示
[0033]系統(tǒng)采用12V開關(guān)電源供電，其中主控制器采用5V電源供電，所以需要12V-5V電源降壓轉(zhuǎn)換電路。采用芯片LM2575降壓芯片實(shí)現(xiàn)12V-5V降壓轉(zhuǎn)換，LM2575系列穩(wěn)壓器是單片集成電路，提供作為降壓開關(guān)穩(wěn)壓器應(yīng)有的所有功能，可以通過優(yōu)良的線